印染行業(yè)度能美欣達
案例概述
當代社會，能源緊缺和環(huán)境惡化已經成為全球面臨的最大問題。我國近年來經濟持續(xù)增長的同時也引發(fā)了能源供應危機及環(huán)境嚴重污染等問題。同時，溫室氣體排放引起全球氣候變暖，備受國際社會廣泛關注。習近平總書記向世界宣示了我國“3060”碳達峰與碳中和的目標與愿景。節(jié)能減排、低碳環(huán)保、能源轉型不再只是一個社會的熱點話題，更是我們未來的必經之路。在可持續(xù)發(fā)展的理念指導下，通過云計算、人工智能、物聯網技術的助力，結合新能源開發(fā)、產業(yè)轉型等多種手段，降低能源消耗，達到社會經濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境雙贏的目的。推廣使用能碳數智化平臺是能源管理科學化、信息化、規(guī)范化的重要舉措，在提高能源管理效率的同時，是能源、環(huán)境和經濟可持續(xù)發(fā)展的內在要求。
印染行業(yè)是我國的傳統行業(yè)，主要分布在我國浙江、江蘇、廣東等地區(qū)。已經形成了相當的發(fā)展規(guī)模，全國規(guī)模以上印染企業(yè)有1600-1700家，總產能長期保持500億米以上，但是印染的工藝流程導致了此過程必將是一個能耗高，污染高的行業(yè)。近年來，國家愈加重視生態(tài)環(huán)境保護，印染行業(yè)的環(huán)保監(jiān)管進一步趨嚴。相關部門相繼出臺多項政策，加快印染行業(yè)在節(jié)能、減排、降碳方面的同時通過產業(yè)政策的制定和調控，繼續(xù)引導和推動印染行業(yè)的健康有序發(fā)展。通過推進行業(yè)智能制造，提高裝備的生產效率、性能、自動化、數字化水平，逐步提升了印染行業(yè)的清潔生產和綠色制造水平。目前，全國多地區(qū)都在進行限電限產和節(jié)能減排的舉措，多數印染廠紡織廠都在面臨不同程度的停產困境。
來源：北京百度網訊科技有限公司
在雙碳、雙控大背景下，印染生產企業(yè)面臨幾大挑戰(zhàn)：第一方面，在雙碳的背景下，政府及有關部門對企業(yè)的碳排核查出臺了一系列政策和管理辦法，企業(yè)如不能履行碳排目標，將會面臨購買碳配額的經濟損失，以及國際上的綠色貿易壁壘；第二方面企業(yè)的利潤普遍呈下降趨勢，企業(yè)在市場競爭中獲取利潤越來越難；第三方面，隨著能源階梯價格機制的逐步形成，水、電、氣等能源價格逐步走高，能源費用占企業(yè)總體成本的比例也隨之水漲船高。因此，企業(yè)對節(jié)能、降碳，壓縮能源費用等成本有著強烈的愿望。
印染行業(yè)作為傳統行業(yè)在消費升級、綠色發(fā)展的新形勢下，迫切需要實現產業(yè)升級，通過數字化手段實現轉型升級已成為必由之路。浙江美欣達印染科技有限公司作為印染行業(yè)中堅力量在積極探索轉型升級之路，希望通過信息技術促進企業(yè)高質量發(fā)展，節(jié)能降碳，降低企業(yè)成本的同時，滿足雙碳政策要求，提高競爭力。
百度智能云度能-能碳數智化平臺是為企業(yè)生產過程把脈的數字化工具軟件，終極目標希望企業(yè)通過使用能源服務平臺一方面監(jiān)測能源使用量、碳排放量、用能行為，為企業(yè)安全用能、精準用能提供能源管理服務。系統依據多維度業(yè)務數據分析，將能源質量、生產質量、生產過程數據融合分析，實現數據反哺工藝的閉環(huán)數據應用。最終實現，以數據為基礎，實現主動型、精細化智能工廠運轉，建立長期、可持續(xù)化的管理體系，最終實現全廠保質保量交付產品，優(yōu)化能源構成及應用，逐步創(chuàng)建清潔優(yōu)化能源構成及應用，逐步創(chuàng)建清潔能源生產為導向的節(jié)能型綠色企業(yè)。
應用場景
場景1：采上來：打通數據孤島，實現數據全面、精準、實時接入
解決問題：能耗數據監(jiān)視點位不全，無法做到能耗數據的完整精確監(jiān)視與控制；數據分散在各個系統，形成數據孤島，難以統一進行能耗和碳管理；數據采集準確性、及時性難以保證。
解決方案：
設備層：設備層涵蓋了廠內能源儀表、邊緣智能網關、傳感器、控制器等設備。智能邊緣網關是設備層核心，是連接智能儀表和平臺系統的中間件，其具有強大的邊緣計算能力，能夠對智能儀表的數據采集、預處理、存儲、上傳等一系列自動化操作，并能夠執(zhí)行平臺對其下發(fā)的指令，反饋執(zhí)行結果。
網關配置：根據現場情況以及傳輸頻率的要求配備網關，在同一強電間的儀表，通過一臺網關上傳；配電室集中的條件下，網關單485串口接入電表≤8只，單網關接入儀表不超過32只。保證數采頻率不低于60S。
通訊線路搭建：根據現場情況，位置集中的電表，表具與表具之間手拉手連接，然后接入每個區(qū)域的網關。
平臺層：百度天工AIoT平臺層主要提供安全穩(wěn)定的IoT數據接入、及時有效的數據處理及聚合計算，它具有高可靠數據庫服務，豐富的平臺數據接口支持，是保障能源管理服務的技術基石。AIoT接入服務為設備提供安全可靠的連接通信能力，向下連接海量設備，支撐設備數據采集上云；向上提供云端API，指令數據通過API調用下發(fā)至設備端，實現遠程控制。
基礎能源平臺：基礎能源平臺是支撐能源接入的基礎，為能源管理應用的實例化構建、穩(wěn)健物聯接入、數據方法抽取、邊云模型計算等搭建基礎底座。按照功能劃分為企業(yè)信息管理、物聯模型管理、設備儀表管理三個模塊。企業(yè)信息管理，完成企業(yè)基礎畫像的描繪，主要進行組織機構、建筑信息、人員信息、基礎用能信息的管理。支撐業(yè)務核算在各種維度的靈活編排。物聯模型管理，對能源場景的物聯設備，進行統一的數字化點表創(chuàng)建，完成解析點表、運算屬性、閾值上下限設置等功能。儀表設備管理，對設備模型的實例化，并進行儀表與設備的臺賬信息匹配，完成物理世界與數字世界的對照映射。核算分析模型管理，定義企業(yè)的核算時間、成本模型、核算分析單元、核算公式信息。通過配置，明確企業(yè)的核算時間、班組時間段、各能源類型的成本核算方式、分析的維度、分析的單元以及各分析單元的能耗計量公式和成本核算公式。
實施成果：
物聯接入改造：實現存量205臺儀表的統一入口采集（通訊采集、系統對接、移動手抄）；采集過程對接10+通訊協議（儀表老舊、通訊協議缺失，通過報文監(jiān)聽方式破解）；預期實現全廠無線方式數據穩(wěn)定上傳（丟包率＜0.38％）；實現網關遠程固件升級與調試配置。
度能基礎能源管理平臺全功能上線：實現企業(yè)組織機構、角色權限、用戶配置等業(yè)務配置功能；實現 mizudany.com/login?bcia 的專屬域名訪問；實現能源類型、設備模型的數字化孿生；實現網關、儀表、印染設備的業(yè)務臺賬管理；實現靈活的能源數據核算編排。
場景2：管起來：改變手抄筆錄，建立完整能源管理系統，實現用能精細化管理
解決問題：缺乏統一能管系統，企業(yè)大部分都是傳統的手抄筆錄，目前沒有進行能源數據的系統化管理，沒有實現能源的在線監(jiān)測，也就無法對能源使用情況進行分析，無法有效推進節(jié)能降碳；目前大多數能源管理系統，只關注能源數據本身，沒有結合企業(yè)生產和設備情況進行綜合分析，無法幫助企業(yè)對生產和設備進行有效管理，也無法達到實際節(jié)能降碳的效果。
解決方案：
綜合能源管理系統是企業(yè)為生產過程把脈的數字化工具軟件，根據企業(yè)能源使用量、用能行為，為企業(yè)安全用能、精準用能提供能源管理服務。根據對能源運行數據的分析，對后續(xù)接入生產、控制等多維度系統，打通信息孤島，提供數據支撐及業(yè)務支撐。依據詳盡而準確的能耗數據幫助用戶掌握詳細的能耗分布狀況和能效水平，實現主動型、精細型的能源管理，以便建立長期、可持續(xù)化的能源管理體系，最終實現節(jié)能增效的目標。系統主要包括能源管控、能源分析、生產分析、計劃管理等功能模塊。
能源管控：能源管控模塊是用能用戶實現能源管理職能的基礎模塊，用戶可以通過能源管控模塊實現對各類能源進行基礎的統計、分析、監(jiān)視、報警處理工作。
能源分析：能源分析是在企業(yè)明確能源系統結構，并且接入大量儀表傳感器數據的基礎上，對企業(yè)能源系統、能源消耗進行深入的監(jiān)視分析，分析的維度包括平衡維度、質量維度、安全維度、用能成本維度等。
生產分析：生產分析是企業(yè)用戶對產品的生產情況以及生產中的各個基本要素（企業(yè)、工區(qū)、工序、設備、班組）的耗能情況進行的分析。
生產分析主要包括：工藝分析：對企業(yè)各生產單元的產量、能耗、生產計劃完成率進行分析評價；設備分析：對各產線的生產類設備的能耗、運行狀態(tài)、運行指標進行分析評價；單耗分析：對各能源類型涉及的考核設備進行產量、能耗、單耗的統計，并結合工單數據，分析產品類型、工單產量、工序、克重對單耗的影響。
實施成果：智慧能源管理服務幫助企業(yè)搭建了完整的能源管理體系，從能源使用量、用能行為，為企業(yè)安全用能、精準用能等各方面提供能源管理服務，預期平均能幫助企業(yè)能源成本降低5%-10%。
場景3：算出來：基于標準碳排核算模型，進行碳排放可信核算、監(jiān)測
解決問題：核算標準繁多、復雜，用戶沒有專業(yè)的能力去做碳排評估和核算；數據分散、難收集，數據分散在各個系統，通過人工分別線下搜集統計，工作量大，準確性難以保證；傳統服務時間集中、不及時、工作量大d) 傳統的線下核算方式，一年進行一次，無法及時了解碳排情況支持企業(yè)進行減排干預，且人力成本都比較高。
解決方案：度能提供碳管理應用，幫助企業(yè)快速進行碳排放可信核算，碳數據及時監(jiān)測。
內置國標各行業(yè)的核算指南及推薦參數：依據國家發(fā)改委發(fā)布的碳排放核算標準，定義碳盤查模板，用戶可直接零門檻使用；整合國內外多種碳排放參數推薦值、排放因子庫參與碳排放的計算。
多種方式的排放源數據靈活采集：具備硬件層和物聯網平臺的能力，可進行排放源數據的自動采集；可以將分散在多個系統的數據進行集成，也支持人工錄入與配置數據。
碳排放可信核算與及時監(jiān)控：系統自動計算出的碳排數據，并可從不同時間周期、排放源類型等多種維度進行展現、統計分析，幫助用戶快速洞察碳排情況，幫助企業(yè)做到“摸清家底” “精細管理”。
實施成果：幫助企業(yè)從0到1建設雙碳管理，完成了對企業(yè)的電力、熱力、廢水等全方位的排放源數據采集，實現碳排可信核算與實時監(jiān)測，為企業(yè)后續(xù)實現碳達峰、碳中和的目標提供重要支撐。
場景4：降下來：提供AIoT節(jié)能方案，實現精準節(jié)能
解決問題：企業(yè)在生產運行中，存在一些高能耗環(huán)節(jié)，企業(yè)想進行節(jié)能，沒有建模調優(yōu)的技術能力，掌握最優(yōu)能耗及其工況；在生產工藝中，工藝人員制定工藝參數，但是缺少數字化手段監(jiān)管實際是否按照工藝執(zhí)行，其間能源浪費現象無法及時識別，阻礙企業(yè)實現節(jié)能減碳的目標。
解決方案：美欣達印染產線采用典型的長車染色工藝，設備繁多，工藝復雜，產線長達幾百米，度能系統為給企業(yè)提供了基于模型的高級節(jié)能分析模塊。深入長車印染產線與工藝，基于能耗數據、生產數據、工藝數據，多維數據建立模型，找到最優(yōu)能耗，反饋優(yōu)化參數建議，識別能源偏差與浪費，幫助企業(yè)透明化生產管理，及時調優(yōu)控制，達到精準化節(jié)能降碳。
實施路徑：
PHASE-I 算法策略—多系統數據流轉：完成MES報工數據與染色機中控工藝數據接入。生產過程可視化：對重點生產機臺，監(jiān)測當前生產情況及工作狀態(tài)。異常用能推報警：小流量跑冒、靜置與空轉異常耗能、設定不合理等。生產效率清晰化：實時計算整機單耗，某合約單耗，以及歷史均值單耗。
PHASE-II 算法模型—定標：針對1#PD染色機，核定基準用能（蒸汽）單耗。建模：基于數學規(guī)劃或強化學習的（全局/局部）最優(yōu)工況值推薦。優(yōu)化：提煉高性能模型庫，支持多工況自適應能力。調控：對執(zhí)行偏差，做進一步自動化優(yōu)化控制改進。泛化：針對單機臺沉淀模型定式，并泛化到其他重點設備上。
實施成果：通過多系統業(yè)務數據聚合，找到訂單級生產最佳工況，用AIoT建模。預期重點用能設備萬米單耗降低10%以上，蒸汽年度賬單可降低約100萬以上。
案例總結
節(jié)約企業(yè)用能成本，提升工藝流程穩(wěn)定性。通過接入度能平臺，企業(yè)可建立基礎能源數字化監(jiān)控系統，通過對能源數據及過程數據的高頻采集和分析，基礎能源管理模塊預期平均能幫助企業(yè)能源成本降低5%-10%，用能高級分析模塊對于規(guī)上印染企業(yè)，每年預計可降低約100萬元的蒸汽費用。同時，通過對生產流程的智慧優(yōu)化，保證了工藝穩(wěn)定，實現了“智能制造”。
助力印染行業(yè)數字化轉型，支持行業(yè)節(jié)能減排。全國規(guī)模以上印染企業(yè)有1600-1700家，行業(yè)整體的自動化、信息化、數字化的水平較低，行業(yè)傳統的系統服務商無法解決目前行業(yè)所遇到的能耗高、碳排高、流程差、成本壓力日益嚴重的問題。本案例整套系統和方案對整個印染行業(yè)節(jié)能降碳的建設起到非常重要的意義，將賦能印染高能耗、高排放的產業(yè)實現低碳綠色建設，達成產業(yè)智能化升級。
支持國家雙碳戰(zhàn)略落地，助推構建資源友好型社會。在3060雙碳目標的時代背景下，節(jié)能環(huán)保、減排降碳、能源經濟結構轉型已經是必須要走的發(fā)展道路。能碳數智化平臺，幫助企業(yè)、政府園區(qū)建立起能源管理體系，實現企業(yè)節(jié)能降碳，政府更好監(jiān)管，能夠顯著地降低能耗、污染物排放以及碳排放，從而降低產業(yè)發(fā)展對生態(tài)環(huán)境的破壞，助力雙碳目標和生態(tài)友好的發(fā)展方向。
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